CN117637492A - 一种基于散热水道的功率模块封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于散热水道的功率模块封装方法，包括如下步骤：准备散热器，散热器的结构包括内部中空的壳体；在壳体的顶部端面依次层叠放置第一焊片、DBC板、第二焊片和对应的功率芯片，从而得到焊接组件；通过真空炉对焊接组件进行焊接；随后通过数根第一连接线进行电路连接，从而得到功率组件；在散热器顶部端面放置侧框，侧框的侧壁面上设置有数个端子，功率组件通过第二连接线与对应的端子连接；在侧框内灌封绝缘胶，在侧框顶部安装顶盖，从而完成封装。通过在散热器顶部直接进行模块封装，减少了传统功率模块封装中使用的铜底板和导热硅脂两个封装界面，有效降低热阻，从而使得本发明的封装结构的散热能力提升了30％，有效提高散热效率。

Description

一种基于散热水道的功率模块封装方法
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，尤其是一种基于散热水道的功率模块封装方法。
背景技术
随着功率芯片的发展，大功率模块逐渐成为行业发展的趋势。但是功率越大，对功率模块的散热性能要求越高。
现有技术中，功率模块通过设置铜底板，并在铜底板底部涂覆导热硅脂，通过导热硅脂与水冷散热器连接。但是，由于导热硅脂的散热系统较低，不到铜材质的1/100，从而极大地影响了功率模块的散热性能，导致功率模块散热性能不佳，使得功率模块的散热效率降低。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种基于散热水道的功率模块封装方法，通过在散热器顶部直接进行模块封装，减少了传统功率模块封装中使用的铜底板和导热硅脂两个封装界面，有效降低热阻，从而使得本发明的封装结构的散热能力提升了30％，有效提高散热效率。
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于散热水道的功率模块封装方法，包括如下步骤：
S1.准备散热器，所述散热器的结构为：包括内部中空的壳体，所述壳体内部配合安装有数个平行间隔布置的散热翅片，壳体的底部壁面上分别开有进水口和出水口，外部水源通过进水口流入壳体内部，通过出水口从壳体内部流出，从而形成散热水道；
S2.在壳体的顶部端面放置第一焊片，在第一焊片的表面放置DBC板，在DBC板表面放置数个第二焊片，在单个第二焊片表面放置对应的功率芯片，从而得到焊接组件；
S3.通过真空炉对焊接组件进行焊接；
S4.随后通过数根第一连接线进行电路连接，从而得到功率组件；
S5.在散热器顶部端面放置侧框，所述侧框的侧壁面上设置有数个向外延伸的端子，所述功率组件通过第二连接线与对应的端子连接；
S6.随后在侧框内灌封绝缘胶，绝缘胶固化后，在侧框顶部安装顶盖，从而完成封装。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述壳体采用摩擦焊进行密封。
所述散热器采用铜或铝合金材质。
所述壳体的顶部端面呈平面状。
S3.中，焊接方式采用回流焊。
所述第一连接线和第二连接线均通过超声焊接设备进行固定。
所述侧框呈立方体状且内部中空，侧框包围散热器顶部的功率组件。
所述绝缘胶采用环氧树脂材料。
所述绝缘胶的厚度为3mm。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过在散热器顶部直接进行模块封装，取消传统功率模块封装中使用的铜底板，从而减少了铜底板和导热硅脂之间、导热硅脂与散热器之间的两个封装界面，能够有效提升散热效率，进而提高功率模块的可靠性。
本发明的基于散热水道的功率模块封装方法，其得到的封装结构紧凑，重量轻，具有更高的散热能力、更长的使用寿命和更低的制造成本。
附图说明
图1为本发明的封装结构示意图。
图2为本发明的流程图。
其中：1、散热器；2、DBC板；3、功率芯片；4、端子；5、侧框；6、第一焊片；7、第二焊片；8、第一连接线；9、第二连接线；10、顶盖；
101、壳体；102、散热翅片；103、进水口；104、出水口。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图2所示，本实施例的基于散热水道的功率模块封装方法，包括如下步骤：
S1.准备散热器1，散热器1的结构为：包括内部中空的壳体101，壳体101内部配合安装有数个平行间隔布置的散热翅片102，壳体101的底部壁面上分别开有进水口103和出水口104，外部水源通过进水口103流入壳体101内部，通过出水口104从壳体101内部流出，从而形成散热水道；
S1.1.壳体101采用摩擦焊进行密封；
S1.2.散热器1采用铜或铝合金材质；
S1.3.在散热器1顶部直接进行模块封装，通过散热器1替代传统的铜底板，能够有效提高功率模块的散热效率；
外部水源通过进水口103和出水口104流过壳体101的内部，从而带走散热翅片102传导的热量，能够增强散热器1的散热效率，保证产品可靠性；
S2.在壳体101的顶部端面放置第一焊片6，在第一焊片6的表面放置DBC板2，在DBC板2表面放置数个第二焊片7，在单个第二焊片7表面放置对应的功率芯片3，从而得到焊接组件；
S2.1.壳体101的顶部端面呈平面状；
S3.通过真空炉对焊接组件进行焊接；
S3.1.焊接方式采用回流焊；
S4.随后通过数根第一连接线8进行电路连接，从而得到功率组件；
S4.1.第一连接线8通过超声焊接设备进行固定；
S5.在散热器1顶部端面放置侧框5，侧框5的侧壁面上设置有数个向外延伸的端子4，功率组件通过第二连接线9与对应的端子4连接；
S5.1.侧框5呈立方体状且内部中空，侧框5包围散热器1顶部的功率组件；
S5.2.第二连接线9通过超声焊接设备进行固定；
S6.随后在侧框5内灌封绝缘胶，绝缘胶固化后，在侧框5顶部安装顶盖10，从而完成封装；
S6.1.绝缘胶采用环氧树脂材料；
S6.2.绝缘胶的厚度为3mm。
本发明的基于散热水道的功率模块封装方法，具有较高的实用性和广泛的应用前景，制程简单，能够适用于多种类型的功率模块；同时，根据实际使用需求，能够对散热翅片102的数量、尺寸，以及外部水源流过散热器1的流量进行设计调整，能够满足不同功率模块应用端的需求。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.准备散热器(1)，所述散热器(1)的结构为：包括内部中空的壳体(101)，所述壳体(101)内部配合安装有数个平行间隔布置的散热翅片(102)，壳体(101)的底部壁面上分别开有进水口(103)和出水口(104)，外部水源通过进水口(103)流入壳体(101)内部，通过出水口(104)从壳体(101)内部流出，从而形成散热水道；
S2.在壳体(101)的顶部端面放置第一焊片(6)，在第一焊片(6)的表面放置DBC板(2)，在DBC板(2)表面放置数个第二焊片(7)，在单个第二焊片(7)表面放置对应的功率芯片(3)，从而得到焊接组件；
S3.通过真空炉对焊接组件进行焊接；
S4.随后通过数根第一连接线(8)进行电路连接，从而得到功率组件；
S5.在散热器(1)顶部端面放置侧框(5)，所述侧框(5)的侧壁面上设置有数个向外延伸的端子(4)，所述功率组件通过第二连接线(9)与对应的端子(4)连接；
S6.随后在侧框(5)内灌封绝缘胶，绝缘胶固化后，在侧框(5)顶部安装顶盖(10)，从而完成封装。
2.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：所述壳体(101)采用摩擦焊进行密封。
3.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：所述散热器(1)采用铜或铝合金材质。
4.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：所述壳体(101)的顶部端面呈平面状。
5.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：S3.中，焊接方式采用回流焊。
6.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：所述第一连接线(8)和第二连接线(9)均通过超声焊接设备进行固定。
7.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：所述侧框(5)呈立方体状且内部中空，侧框(5)包围散热器(1)顶部的功率组件。
8.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：所述绝缘胶采用环氧树脂材料。
9.如权利要求1所述的一种基于散热水道的功率模块封装方法，其特征在于：所述绝缘胶的厚度为3mm。
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